من الساعات إلى السيارات، ألياف الكربون مادة خارقة تتفوق على الصلب

الخميس، 25 سبتمبر 2025 02:00 ص

ألياف الكربون

نفيسه محمود

تفرض ألياف الكربون نفسها على قطاعات الفضاء والدفاع والسيارات والنقل، كواحدة من أهم المواد المستخدمة التي لاغنى عنها، هذه الألياف المعروفة باسم ألياف الجرانيت، تعد أقوى خمس مرات من الفولاذ وأكثر صلابة بمقدار مرتين منه، وتُصنع من خيوط الكربون، وهي أرق من شعرة الإنسان، وتكتسب قوتها عند لفها معًا على شكل خيوط، وتُغطى بالراتنج والبلاستيك.

تتميز ألياف الكربون بأنها عالية الصلابة، وقوية جدًا في الشد، وخفيفة الوزن، وتتميز بمقاومتها العالية للمواد الكيميائية، فهي تستطيع تحمل درجات الحرارة العالية، وتتميز بتمدد حراري منخفض، كل هذه الخصائص ساهمت في كونها مادة أساسية في صناعة الطيران والسيارات والتطبيقات الترفيهية، والأدوات العسكرية.

يبلغ عمر صناعة الكربون أكثر من 150 عام، ففي عام 1879، رمى توماس إديسون خيوط القطن في درجات حرارة عالية، مما أدى إلى تفحمها وتحويلها إلى خيوط مصنوعة بالكامل من ألياف الكربون، وبحلول عام 1958، تم اختراع ألياف الكربون عالية الأداء.

عملية تصنيع ألياف الكربون

تُصنع ألياف الكربون بواسطة عملية كيميائية ميكانيكية، تبدأ العملية بسحب خيوط طويلة من الألياف، بعدها يتم تسخينها في درجات حرارة مرتفعة جدًا تتراوح بين 1000-3000 درجة مئوية، في وسط منفصل عن الأكسجين، لمنع احتراق الألياف، وبعد أن تتم عملية الكربنة، تنتج ألياف مكونة من سلاسل كربونية طويلة ومتشابكة، يتم تصنيعها في أشكال متنوعة منها بكرات السحب، والنسيج، والضفائر، والأشكال أحادية الاتجاه.

يمكن استخدام ألياف الكربون لصنع أي شئ وكل شئ، حتى أن الشركات تستخدمها بشكل أساسي في صناعة الإطارات، وأجنحة الطائرات، وأعمدة القيادة في السيارات، والأنابيب، والحاويات، ومكونات السيارة، لأن هذه الألياف تقلل من وزن السيارة بنسبة 50%، مما يساعد على تحسين كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 35%، مع الحفاظ على أداء السيارة وسلامتها.

مقارنة بين ألياف الكربون والألومنيوم والصلب

تتميز ألياف الكربون بنسبة صلابة أكبر من الألومنيوم والفولاذ بنسبة 60%، وتيظهر هذا الفارق عند مقارنة قوة صلابة ألياف الكربون مع صلابة الألومنيوم والصلب، فعلى سبيل المثال، إذا كان لدينا قضيب من ألياف الكربون وقضيب من الألومنيوم وثالت من الصلب، الثلاث قضبان متساوية في الحجم، عند اختبارهم، سنجد أن قضيب ألياف الكربون أقوى بنسبة 60% مقارنة بقضبي الألومنيوم والصلب، وبالنسبة للوزن، سنجد أيضًا أن قضيب ألياف الكربون أخف بكثير مقارنة بغيره.

وبالنسبة لقوة الخضوع، بمقارنة الصلب مع ألياف الكربون، نجد أنه عند وضع حمل ثقيل على الصلب، يتعرض الصلب لثني أو تشوه وهو ما يسمى بالخضوع، أما عند وضع حمل ثقيل على ألياف الكربون، بمجرد تجاوز القوة القصوى للمادة، ستنهار ألياف الكربون فجأةً، ويحدث انكسار مفاجئ، دون أن ينثني كما حدث مع الصلب، ونستنتج أن ألياف الكربون ليس لها قوة خضوع، على عكس الصلب الذي يتعرض للتشوه.

المادة	معدل المرونة	الكثافة الحجمية	نسبة الصلابة إلى الوزن
ألياف الكربون	8 مللي ثانية	0.05 رطل/ بوصة	160× 106^6
الألومنيوم	10 مللي ثانية	0.10 رطل/ بوصة	100× 10^ 6
فولاذ	30 مللي ثانية	0.30 رطل/ بوصة	100× 10^ 6

**استخدام ألياف الكربون في صناعة هياكل السيارات**

حجم الشحنات المصدرة من ألياف الكربون

ووفقًا لبيانات منصة فولزا للتصدير العالمي، ففي الفترة من يونيو 2024 إلى مايو 2025، تم تصدير 24,728 شحنة من ألياف الكربون، من 3,231 مُصدّرًا إلى 3,873 مشترٍ ، وفي شهر مايو 2025 وحده، تم تصدير 1,612 شحنة تصدير من ألياف الكربون.

ومعظم صادرات ألياف الكربون تأتي من فيتنام والصين وأوكرانيا والولايات المتحدة، وأكبر ثلاثة مصدرين لألياف الكربون هم الصين واليابان وفيتنام، فنجد أن الصين تصدر صادرات ألياف الكربون عالميًا بحوالي21,251 شحنة، تليها اليابان بـ 10,875 شحنة، ثم فيتنام في المركز الثالث بـ9,701 شحنة.

أكبر الدول المصدرة لألياف الكربون خلال 2025 وفقًا لإحصائيات volza للتصدير العالمي

الدولة	عدد الشحنات
الصين	21,251
اليابان	10,875
فيتنام	9,701
الولايات المتحدة	6,957
كوريا الجنوبية	4,040
ألمانيا	3,760
الهند	3,566
تايوان	2,916
الاتحاد الأوروبي	2,114
إيطاليا	1,672

أكبر الدول المستوردة لألياف الكربون خلال 2025 وفقًا لإحصائيات volza للتصدير العالمي

الدولة	عدد الشحنات
فيتنام	29,861
أوكرانيا	10,755
الولايات المتحدة	6,387
الهند	5,053
تركيا	4,337
المكسيك	2,861
روسيا	2,745
الأرجنتين	1,346
الصين	1,110
كولومبيا	851

حجم سوق ألياف الكربون العالمي

وفقًا لإحصائيات شركة coherent market insights المتخصصة في أبحاث السوق، فإن حجم السوق في 2025، تم تقديره بـ 5.69 مليار دولار، مع توقعات بأن يصل السوق إلى 10.33 مليار دولار في 2032، بمعدل نمو سنوي مركب 8.9%، وتنتج آسيا 40% من الإنتاج العالمي لألياف الكربون، كما أن 90% من الإنتاج يستخدم ألياف PAN كمادة أولية، أما نسبة الـ 10% المتبقية تستخدم مواد أخرى مثل القطران والرايون.

الرسوم الجمركية تشعل أسعار سوق ألياف الكربون

وقد أثرت تعريفات ترامب على سوق ألياف الكربون، فقد فُرضت رسوم جمركية بنسبة 20%، على واردات أرياف الكربون، من آسيا بالتحديدًا من الصين، مما أدى إلى زيادة تكلفة استيراد ألياف الكربون، وتجبر هذه الرسوم المصنعين على تحمل التكاليف المرتفعة والبحث عن موردين بديلين، مما يؤدي إلى ارتفاع أسعار منتجات ألياف الكربون، وانخفاض هوامش ااربح، مع وجود تغيرات تطرأ على استراتيجيات سلسلة التوريد.

استخدام الذكاء الاصطناعي في الصناعة

وتعمل الشركات المصنعة لألياف الكربون على دمج الذكاء الاصطناعي في الصناعة، فمثلًا نجد أن شركة سولفاي، أطلقت نظام راتنج محسن بالذكاء الاصطناعي مصمم خصيصًا لمركبات ألياف الكربون المستخدمة في تخفيف وزن السيارات، مع دمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تحاكي وتحسن دورات معالجة الراتنج، مما يضمن كفاءة استهلاك مثالية، وسلامة هيكلية أكبر لألياف الكربون، وتعد شركات صناعتي الطيران والسيارات الأكثر طلبًا بسبب حاجتهما لمواد تساعد على تخفيف وزن المركبات، لتحسين كفاءة استهلاك الوقود، وتقليل الانبعاثات.

وتستخدم شركة توراي إندستريز، وهي شركة عالمية رائدة في مجال ألياف الكربون، أنظمة التعرف على الصور القائمة على الذكاء الاصطناعي للكشف عن العيوب أثناء مرحلتي نسج الألياف وحقن الراتنج، ويعد هذا الفحص الآلي بديلًا للطرق اليدوية التقليدية، مما يقلل بشكل كبير من وقت الفحص ويحسن دقة الكشف، وتحسين إنتاجية التصنيع، وتقليل خطر تلف المنتجات.

أسعار ألياف الكربون العالمي

نوع الألياف	السعر لكل كجم
ألياف الكربون ذات معامل المرونة القياسي	12-20 دولارًا
ألياف الكربون متوسطة المرونة	20-35 دولارًا
ألياف الكربون عالية المرونة	35-50 دولارًا
ألياف الكربون ذات النسبة الأكبر من المرونة	60 فأكثر

استنتاجات تحليل السوق

سوق ألياف الكربون يشهد طلبًا متزايد بسبب تفوقها في خصائصها الفيزيائية مثل نسبة القوة إلى الوزن ومقاومتها للتآكل، وبالتالي فهي مادة مهمة جدًا ولا غنى عنها في مختلف الصناعات، وخاصة في قطاعي الطيران والسيارات.
تشكل تكاليف الإنتاج المرتفعة وعمليات التصنيع المستهلكة للطاقة من انتشار استخدام منتجات ألياف الكربون، وخاصة في الأسواق التي تتأثر بالأسعار، ولكن مع الجهود المبذولة لتطوير تقنيات التصنيع وتقليل التكلفة، وإعادة تدوير ألياف الكربون، كل هذه الجهود تساهم في نمو السوق.

من خلال مقارنة الأرقام والإحصائيات المتاحة نجد أن آسيا والمحيط الهادي أسرع المناطق نموًا في صناعة الألياف، وخاصة مع زيادة الاستثمارات في السوق، وزيادة مراكز تصنيع الطيران والسيارات في الصين واليابان وكوريا الجنوبية، كما تعد أوروبا مهيمنة بفضل قطاعي الطيران والدفاع، مدعومة بأنشطة البحث والتطوير.

40 مليار دولار حجم سوق المشروبات الغازية، كوكاكولا تهيمن وبيبسيكو تتراجع في 2025

أكبر الشركات المصنعة للطائرات عالميًا، أوروبا وأمريكا في الصدارة والصين تدخل السباق

تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (نبض) اضغط هُــــــــنا.
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (تليجرام) اضغط هُــــــــنا.
تابع موقع إيجي إن، عبر قناة (يوتيوب) اضغط هُــــــــنا.
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (واتساب) اضغط هُــــــــنا.

إيجي إن-Egyin، هو موقع متخصص في الصناعة والاقتصاد، ويهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري، إضافة للتغطية والمتابعة على مدار الـ24 ساعة، لـ"أسعار الذهب، أسعار العملات، أسعار السيارات، أسعار المواد البترولية"، في مصر والوطن العربي وحول العالم.